Mechanical landmine clearing tool for NMBU`s agricultural robot

Abstract

This thesis contain the process of creating a modular and mechanical landmine clearing tool for NMBU`s agricultural robot, Thorvald 2. In this thesis, there will be information about the problem with landmines today and how a landmine work, along with the development process for the product, including concept evaluation, calculations and simulations. The basic idea of the concept is that a load is to be dropped at the landmines location. The load will create a ground pressure that will trigger any pressure sensitive landmines. The load is a 25 kg heavy bag of sand and it will be dropped from a height of 1 meter. A winch lifts the load up and keeps it in the air. A clutch disconnects the drum from the rest of the winch system and the load drops to the ground. A scaffold is placed on the robot, with a pulley wheel at the top. The scaffold and the pulley wheel are designed and placed so that the pulley wheel is directly above the landmines, which are located in the middle and at the rear of the robot. A steel wire connects the load and the winch via the pulley wheel. The clutch is custom designed from scratch to fit the winch system. A linear actuator connects and disconnects the clutch. The winch is driven by a brushless direct current motor, along with a gearbox. Simulations done by FFI gives reason for optimism for the continuation of the project. A prototype is yet to be completed.

Denne oppgaven omhandler fremstillingen av et modulært og mekanisk mineryddings verktøy for NMBU sin landbruksrobot, Thorvald 2. Oppgaven består av bakgrunnsinformasjon om problemet med landminer i verden i dag og hvordan landminer opererer, samt hele utviklingsfasen til produktet, inklusivt konsept drøfting, beregninger og simuleringer. Konseptet innebærer at en last slippes ned på bakken der en landmine befinner seg. Lasten skaper en bakketrykk som vil detonere landminene. Lasten er en sekk med sand på 25 kilogram som slippes fra 1 meters høyde. En vinsj løfter lasten opp fra bakken og holder den oppe. En clutch frigjør trommelen fra resten av vinsjen slik at sandsekken faller ned på bakken. Et stilas monteres på roboten med en trinse på toppen. Stillaset og trinsen er konstruert og plassert slik at trinsen er direkte over landminen, som er plassert i midten og bak roboten. Et ståltau forbinder lasten og vinsjen via trinsen. Clutchen er konstruert fra bunnen av og tilpasset systemet. Den bruker en lineær aktuator for av og på kobling. Vinsjen drives av en børsteløs likestrøms motor, sammen med et gir. Simuleringer gjort av FFI gir optimisme med tanke på videre testing. En prototype er ikke ferdigstilt.